JP4015071B2 - 画像処理装置、方法およびプログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置、方法およびプログラムに関し、特に、巡回型ノイズ低減処理を含む画像処理を行う画像処理装置、方法およびプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、複数フレームの画像を用いたノイズ低減技術として３次元巡回型ノイズ低減技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。２フレームの画像を用いてノイズの低減を行う非巡回型ノイズ低減方式と３次元巡回型ノイズ低減方式とを比較すると、非巡回型ノイズ低減方式ではたかだか３ｄＢのＳ／Ｎの改善に対して、３次元巡回型ノイズ低減方式では巡回係数を例えば０．８に上げた場合は理論上９ｄＢ超のＳ／Ｎ改善となり、３次元巡回型ノイズ低減方式はＳ／Ｎ改善効果が極めて高い方式である。ただし、巡回係数が高ければ高いほど、動物体の残像ノイズが発生するというデメリットがあり、巡回係数を上げつつ、残像ノイズを抑圧するような種々の方式が検討されてきた。
【０００３】
図６は、特開平５−３２８１７４号公報に開示された従来の３次元巡回型ノイズ低減装置のブロック構成を示す図である。３次元巡回型ノイズ低減装置は、減算器２、３、１２、係数回路４、フレームメモリ５、動き検出回路６、リミット回路７、ＬＰＦ１１、および加算器１３によって構成されている。端子１から入力された入力映像信号、およびフレームメモリ５に記憶された旧フレームの出力映像信号に基づいて差分信号が減算器３によって生成され、差分信号の高域成分について振幅制限が、ＬＰＦ１１、減算器１２、リミット回路７、および加算器１３によって課されるようになっている。
【０００４】
一方、差分信号の低域成分に基づいて像の動きが検出され、動きを示す信号Ｍと高域成分に振幅制限がされた差分信号とが係数回路４に入力され、係数回路４によって、動きを示す信号Ｍに応じた巡回係数（０以上１以下）が生成され、高域成分に振幅制限がされた差分信号にこの巡回係数がかけられた信号が除去すべきノイズ成分として出力される。減算器２では、入力映像信号から係数回路４の出力が差し引かれ、出力映像信号が生成される。
【０００５】
このように構成することによって、高域のノイズを動きと誤検出してノイズ除去効果が低下することなく、また、小振幅成分のみを高域のノイズとして抽出しているので、動きの検出漏れによる弊害を軽減できる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−３２８１７４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような３次元巡回型ノイズ低減技術等の従来の画像処理装置では、ノイズと動きを判別して動きを正確にとらえることに成功したとしても、静止部の巡回係数を高く、動き部の巡回係数を低くすれば、静止部と動き部とのＳ／Ｎの差が大きくなり、このＳ／Ｎの差がかえって動き部のノイズを強調することになるため、結局は、静止部の巡回係数も動き部にあわせて低く設定せざるをえないという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、巡回係数設定の適正化等を図り、Ｓ／Ｎ改善度を向上させることが可能な画像処理装置、方法およびプログラムを提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理装置は、撮像時刻の異なる複数の画像を同期させる画像データ同期部と、前記複数の画像のうちのいずれかの画像における各画素についての信号レベルが高い方の画像を選択する選択部と、前記選択部で選択された画像の画素についての信号レベルの高低を判定する信号レベル判定部と、前記信号レベル判定部によって判定された信号レベルの高低に応じて巡回係数を決定する信号レベル適応巡回係数決定部と、前記巡回係数に基づいてノイズ成分を算出してノイズ除去を行うフレーム巡回部とを備えた構成を有している。
【００１０】
この構成により、Ｓ／Ｎが高く残像の目立つ高レベル部では巡回係数を下げ、Ｓ／Ｎの低く残像の目立たない低レベル部では巡回係数を上げることができるため、信号レベルに応じた巡回係数を設定することが可能となり、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去が可能な画像処理装置を実現することができる。
また、この構成により、新旧２つのフレームの画素のうち信号レベルが高い方の信号を選択する選択器を設けて、動物体自体の信号レベルが高く、撮像時間の異なる画像における高レベル部の位置が異なる場合でも、正しく高輝度部を検出することができるようにしたため、残像を抑圧し、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去が可能な画像処理装置を実現することができる。
【００１１】
また、本発明の画像処理装置は、前記フレーム巡回部が、前記入力された複数の画像のうちの新しい時刻の画像から古い時刻の画像を差し引いて画像の差を生成し、前記信号レベル適応巡回係数決定部によって決定された巡回係数を対応する画素毎に前記画像の差に乗算してノイズ成分を算出する構成を有している。
【００１２】
この構成により、新旧２つのフレームの画像の差に巡回係数を乗算してノイズ成分を算出するため、簡易にノイズ除去を行うことが可能な画像処理装置を実現することができる。
【００１５】
また、本発明の装置は、前記信号レベル判定部が、さらに、対象の画素についての信号レベルが信号レベル判定閾値よりも低いと判定され、前記対象の画素の周囲画素についての信号レベルが前記信号レベル判定閾値以上であるときは、前記対象の画素についての信号レベルを前記信号レベル判定閾値以上であると判定する周囲画素比較判定部を備えた構成を有している。
【００１６】
この構成により、高レベル部と低レベル部とのエッジが複数画素にわたって輝度変化をする場合にも、エッジ部を高輝度と判定することになり、残像を抑圧し、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去が可能な画像処理装置を実現することができる。
【００１７】
また、本発明の装置は、前記信号レベル適応巡回係数決定部が、前記入力された複数の画像に基づいて像の動き検出を行い、前記動き検出によって検出された像の動きに応じて、前記像の動きの程度が大きいほど低い巡回係数を割り当てる構成を有している。
【００１８】
この構成により、高輝度部であっても静止部に対しては高い巡回係数を設定してランダムノイズを除去し、動き部に対しては低い巡回係数を設定して残像を抑えるため、残像を抑圧し、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去が可能な画像処理装置を実現することができる。
【００１９】
また、本発明の画像処理装置は、前記信号レベル適応巡回係数決定部が、前記信号レベル判定部によって信号レベルが前記信号レベル判定閾値よりも低いと判定された画素については、前記像の動きが静止と判定された画素についての巡回係数と同等の大きさの巡回係数を割り当てる構成を有している。
【００２０】
この構成により、低レベル部の巡回係数を高レベル部における静止部の巡回係数に一致させることとしたため、低レベル部と高レベル部の境界におけるＳ／Ｎが等しくなり、それによってＳ／Ｎの差によるノイズが発生せず、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去が可能な画像処理装置を実現することができる。
【００２１】
また、本発明の画像処理方法は、撮像時刻の異なる複数の画像を同期させる画像データ同期ステップと、前記複数の画像のうちのいずれかの画像における各画素についての信号レベルが高い方の画像を選択する選択ステップと、前記選択ステップで選択された画像の画素についての信号レベルの高低を判定する信号レベル判定ステップと、前記信号レベル判定ステップで判定された信号レベルの高低に応じて巡回係数を決定する信号レベル適応巡回係数決定ステップと、前記巡回係数に基づいてノイズ成分を算出してノイズ除去を行うフレーム巡回ステップとを備えた構成を有している。
【００２２】
この構成により、Ｓ／Ｎが高く残像の目立つ高レベル部では巡回係数を下げ、Ｓ／Ｎの低く残像の目立たない低レベル部では巡回係数を上げることができるため、信号レベルに応じた巡回係数を設定することが可能となり、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去が可能な画像処理方法を実現することができる。
また、この構成により、新旧２つのフレームの画素のうち信号レベルが高い方の信号を選択する選択器を設けて、動物体自体の信号レベルが高く、撮像時間の異なる画像における高レベル部の位置が異なる場合でも、正しく高輝度部を検出することができるようにしたため、残像を抑圧し、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去が可能な画像処理方法を実現することができる。
【００２３】
また、本発明の画像処理プログラムは、コンピュータに、撮像時刻の異なる複数の画像を同期させる画像データ同期ステップと、前記複数の画像のうちのいずれかの画像における各画素についての信号レベルが高い方の画像を選択する選択ステップと、前記選択ステップで選択された画像の画素についての信号レベルの高低を判定する信号レベル判定ステップと、前記信号レベル判定ステップで判定された信号レベルの高低に応じて巡回係数を決定する信号レベル適応巡回係数決定ステップと、前記巡回係数に基づいてノイズ成分を算出してノイズ除去を行うフレーム巡回ステップとを実行させる構成を有している。
【００２４】
この構成により、Ｓ／Ｎが高く残像の目立つ高レベル部では巡回係数を下げ、Ｓ／Ｎの低く残像の目立たない低レベル部では巡回係数を上げることができるため、信号レベルに応じた巡回係数を設定することが可能となり、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去が可能な画像処理プログラムを実現することができる。
この構成により、新旧２つのフレームの画素のうち信号レベルが高い方の信号を選択する選択器を設けて、動物体自体の信号レベルが高く、撮像時間の異なる画像における高レベル部の位置が異なる場合でも、正しく高輝度部を検出することができるようにしたため、残像を抑圧し、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去が可能な画像処理プログラムを実現することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
（第１の実施の形態）（参考例）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像処理装置のブロック構成を示す図である。図１において、画像処理装置１００は、入力された画像（以下、単に「入力画像」といい、フレーム毎に入力されるものとする。）と旧フレームの画像とを同期をとって出力する画像データ同期部１１０、入力画像の各画素単位で信号レベルの高低を判定する信号レベル判定部１２０、信号レベルの高低に応じて巡回係数を決定する信号レベル適応巡回係数決定部１３０、新旧２つのフレームの画像と巡回係数とを用いてノイズを除去した出力画像を生成するフレーム巡回手段１４０、および出力画像を旧フレームの画像として１フレーム格納するフレームメモリ１５０を含むように構成される。
【００２６】
ここで、信号レベル判定部１２０が行う信号レベルの高低の判定は、画素毎に行い、対象の画素についての信号レベルが予め決められた閾値（以下、「レベル判定閾値」という。）以上か未満かをもって行う。以下、このレベル判定閾値以上の信号レベルを高レベルといい、レベル判定閾値未満の信号レベルを低レベルというものとする。また、高レベルの画素の部分を高レベル部と、低レベルの画素の部分を低レベル部というものとする。
【００２７】
また、画像データ同期部１１０には、入力画像（新フレームの画像）とフレームメモリ１５０に記憶された１フレーム前の出力画像（上記の旧フレームの画像）とが入力され、画像データ同期部１１０は、新フレームの画像と旧フレームの画像とを同期をとって出力するようになっている。信号レベル適応巡回係数決定部１３０は、図１に示すように、高レベル部についての巡回係数を決定する高レベル部巡回係数決定手段１３１と、低レベル部についての巡回係数を決定する低レベル部巡回係数決定手段１３２とを含むように構成される。
【００２８】
以下、本発明の第１の実施の形態に係る画像処理装置１００の動作について説明する。
まず、入力画像である新フレームの画像とフレームメモリ１５０に格納された旧フレームの画像とが入力された画像データ同期部１１０は、これらのフレームの画像の同期をとって信号レベル判定部１２０およびフレーム巡回手段１４０に出力する（Ｓ２０１）。ここで、新旧フレームの画像を、後述するように、さらに信号レベル適応巡回係数決定部１３０にも出力するのでもよい。
【００２９】
ステップＳ２０１で新旧２つのフレームの画像が入力された信号レベル判定部１２０は、画素毎に、対象とする画素の信号レベルがレベル判定閾値以上であれば高レベル、レベル判定閾値未満であれば低レベルという判定信号を生成して信号レベル適応巡回係数決定部１３０に出力する（Ｓ２０２）。
【００３０】
判定信号が入力された信号レベル適応巡回係数決定部１３０は、判定信号に応じて高レベル部巡回係数決定手段１３１または低レベル部巡回係数決定手段１３２のいずれかが巡回係数を決定する処理を実行する（Ｓ２０３）。ここで、これらの巡回係数決定手段１３１、１３２が画像に含まれる像の動きの程度の判定（以下、単に「動き判定」という。）を行う場合には、入力された新旧２つのフレームの画像も上記の動き判定に必要となる。そのため、かかる場合に対応できるように、画像データ同期部１１０からは、新旧２つのフレームの画像が信号レベル適応巡回係数決定部１３０に出力されるようになっているのでもよい。このことを示すため、図１に、画像データ同期部１１０から信号レベル適応巡回係数決定部１３０への新旧２つのフレームの画像の出力を破線で表した。
【００３１】
本発明の第１の実施の形態では、信号レベルに基づいて巡回係数が決定される。この方法では、高レベル部巡回係数決定手段１３１は低い巡回係数を固定値（例えば０．１）として出力し、低レベル部巡回係数決定手段１３２は高い巡回係数を固定値（例えば０．８）として出力するものとする。ここで、巡回係数は、０以上１以下の値であり、高レベル部に対しては１よりの値（大きい値）が設定され、低レベル部については、０よりの値（小さい値）が設定される。
【００３２】
巡回係数と新旧２つのフレームの画像が入力されたフレーム巡回手段１４０は、入力画像の各画素に対し、以下の式（１）に示す処理を施す（Ｓ２０４）。
Ｏｉｊ＝Ｎｉｊ−（Ｎｉｊ−Ｐｉｊ）×Ｋｉｊ （１）
ここで、ｉおよびｊは、画素を指定する符号であり、Ｏｉｊは出力画像におけるｉ、ｊで指定された画素の信号であり、Ｎｉｊは入力画像におけるｉ、ｊで指定された画素の信号であり、Ｐｉｊは、旧フレームの画像におけるｉ、ｊで指定された画素の信号であり、Ｋｉｊは、ｉ、ｊで指定された画素の巡回係数である。
【００３３】
上記の式（１）における右辺第２項は、ノイズ成分として除去される成分を示す。これによりノイズ成分が軽減された画像が出力画像として生成され、外部に出力されると共に、フレームメモリ１５０に旧フレームの画像として更新されて格納されることになる（Ｓ２０５）。次に、入力画像の有無が画像データ同期部１１０によって判断され（Ｓ２０６）、入力画像があるときは、以上の処理（以下、「フレーム巡回型ノイズ低減処理」という。）が繰り返され、順次新しく入力されたフレームの入力画像からノイズが低減されることとなる。
【００３４】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係る画像処理装置および方法は、Ｓ／Ｎが高く残像の目立つ高レベル部では巡回係数を下げ、Ｓ／Ｎの低く残像の目立たない低レベル部では巡回係数を上げることができるため、信号レベルに応じた巡回係数を設定することが可能となり、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去ができる。
【００３５】
なお、本発明の第１の実施の形態では、画像処理装置１００を用いて上記のＳ２０１〜Ｓ２０５の各ステップでの処理を行う画像処理方法について説明したが、これらのステップＳ２０１〜Ｓ２０５を含む画像処理動作を実行させるための画像処理プログラムがインストールされた所定のコンピュータを用いて実施することも可能である。
【００３６】
また、本発明は、所定の記憶媒体に記憶された上記の画像処理プログラムをコンピュータにロードする方法のほかに、上記画像処理プログラムを通信インターフェースおよびネットワークからファイル形式で取得し、前記コンピュータで実施する方法によっても同様の効果が得られる。さらに、ネットワークを用いることでプログラムの更新や配布が容易となる。
【００３７】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る画像処理装置について図３を用いて説明する。
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る画像処理装置１００を構成する信号レベル判定部１２０の詳細な構成を示すブロック図である。図３において、信号レベル判定部１２０は、新旧２つのフレームの画像を構成する各画素について信号レベルの高いフレームの画素を選択する選択器１２１、および選択されたフレームの画素の信号レベルがレベル判定閾値以上か否かを判定するレベル判定器１２２を含むように構成される。
【００３８】
以下、信号レベル判定部１２０の動作について説明する。
画像データ同期部１１０から新旧２つのフレームの画像が入力された信号レベル判定部１２０の選択器１２１は、画素毎に対応する画素の信号レベルの比較を行い、信号レベルの高いフレームの画素を選択して選択したフレームと画素とを特定する情報をレベル判定器１２２に出力する。ここで、画素を特定する順番を予め決めておき、画素を特定する情報の出力を省略するのでもよい。
【００３９】
選択されたフレームと画素とを特定する情報が入力されたレベル判定器１２２は、この情報に基づいて画素を特定し、その信号レベルがレベル判定閾値以上か否かを判定し、判定結果（高レベルであるか低レベルであるかの結果）を内容とする判定信号を生成して信号レベル適応巡回係数決定部１３０に出力する。ここで、上記本発明の第１の実施の形態においては、新旧いずれか特定のフレームを対象として信号レベルの高低の判定を行うものについて説明したが、本発明の第２の実施の形態においては、対象とされるフレームが画素毎に異なる場合が生ずることになる。
【００４０】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態に係る画像処理装置は、新旧２つのフレームの画素のうち信号レベルが高い方の信号を選択する選択器を設けることにより、動物体自体の信号レベルが高く、撮像時間の異なる画像における高レベル部の位置が異なる場合でも、正しく高輝度部を検出することができるため、残像を抑圧し、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去ができる。
【００４１】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態に係る画像処理装置について図４を用いて説明する。
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る画像処理装置１００を構成する信号レベル判定部１２０の詳細な構成を示すブロック図である。図４において、信号レベル判定部１２０は、本発明の第２の実施の形態に係る信号レベル判定部１２０の構成手段１２１、１２２に、対象画素の信号レベルを周囲画素の信号レベルと比較して処理に補正を加える周囲画素比較補正器１２３を含むように構成される。
【００４２】
以下、信号レベル判定部１２０の動作について説明する。なお、本発明の第２の実施の形態に係る信号レベル判定部１２０の構成手段と同様の構成手段については同一の符号を付し、その説明を省略する。
周囲画素比較補正器１２３は、レベル判定器１２２から出力される第１の判定信号によって対象画素の信号レベルが低レベルであるとされたとき、この対象画素の周囲の画素が高レベルか否かを判定し、高レベルと判定されたときは、第１の判定信号が示す判定結果を補正して高レベルとし、高レベルであることを示す第２の判定信号を生成し、信号レベル適応巡回係数決定部１３０に出力する。ここで、対象画素の周囲の画素として、４画素をとるのでも８画素をとるのでも、その他の画素数とするのでもよい。
【００４３】
以上説明したように、本発明の第３の実施の形態に係る画像処理装置は、高レベル部と低レベル部とのエッジが複数画素にわたって輝度変化をする場合にも、エッジ部を高輝度と判定することになり、残像を抑圧し、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去ができる。
【００４４】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態に係る画像処理装置について図５を用いて説明する。
図５は、本発明の第１の実施の形態に係る画像処理装置１００を構成する高レベル部巡回係数決定手段１３１の詳細な構成を示すブロック図である。図５において、高レベル部巡回係数決定手段１３１は、新旧２つのフレームの画像に基づいて画像に含まれる像の動きを検出する動き検出器３１１、動きに応じた巡回係数を保持する静止巡回係数保持器３１２、中間巡回係数保持器３１３、および動き巡回係数保持器３１４、ならびに、像の動きに応じて巡回係数を選択する巡回係数選択器３１５を含むように構成される。
【００４５】
以下、高レベル部巡回係数決定手段１３１の動作について説明する。
動き検出器３１１は、入力された新旧２つのフレームの画像に基づいて画像の動きを検出し、検出結果を内容とする動き検出信号を巡回係数選択器３１５に出力する。動き検出方法としては、旧フレーム画像信号と新フレーム画像信号との差分絶対値を画素毎に求め、求めた差分絶対値を第１の動き判定閾値および第２の動き判定閾値（第１の動き判定閾値＞第２の動き判定閾値）と比較し、差分絶対値が第１の動き判定閾値よりも大きい場合は「動き」と判定し、第２の動き判定閾値よりも小さい場合は「静止」と判定し、それ以外の場合は「中間」と判定する方法がある。その他に、エッジを検出して動きを検出する方法や、低域通過フィルタによって高周波成分を除いた状態で差分絶対値をとり、その結果に基づいて動きを判定する方法など様々な方法があるが、動きの検出方法については公知であり詳細な説明は省略する。
【００４６】
ここで、静止巡回係数保持器３１２は、動き検出器３１１によって「静止」と判定されたときに割り当てる巡回係数の値を保持するようになっている。同様に、中間巡回係数保持器３１３は、動き検出器３１１によって「中間」と判定されたときに割り当てる巡回係数の値を、動き巡回係数保持器３１４は動き検出器３１１によって「動き」と判定されたときに割り当てる巡回係数の値を保持するようになっている。なお、各巡回係数は、動き巡回係数＜中間巡回係数＜静止巡回係数という関係にあるものとする。
【００４７】
動き検出器３１１から動き検出信号が入力された巡回係数選択器３１５は、静止巡回係数保持器３１２、中間巡回係数保持器３１３、または動き巡回係数保持器３１４のいずれかが保持する巡回係数をこの動き検出信号に応じて選択し、選択した巡回係数をフレーム巡回手段１４０に出力する。なお、本発明の第４の実施の形態においては、「像の動き」を３つのモードとして巡回係数を保持することとしたが、１６のモード、２５６のモードで「像の動き」を識別し、「静止」から「動き」へと変化するときの境界におけるＳ／Ｎ差を抑えるようにするのでもよい。
【００４８】
また、低レベル部の巡回係数を高レベル部の静止部の巡回係数に一致させ、低レベル部と高レベル部の境界におけるＳ／Ｎが等しくなるようにして、Ｓ／Ｎの差によるノイズの発生を抑制し、Ｓ／Ｎ改善度を向上させるのでもよい。
【００４９】
以上説明したように、本発明の第４の実施の形態に係る画像処理装置は、高輝度部であっても静止部に対しては高い巡回係数を設定することでランダムノイズを除去し、動き部に対しては残像を抑えるため低い巡回係数を設定することになるため、残像を抑圧し、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去ができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、巡回係数設定の適正化等を図り、Ｓ／Ｎ改善度を向上させることが可能な画像処理装置、方法およびプログラムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像処理装置のブロック構成を示す図
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る画像処理方法における処理の流れを説明するためのフローチャート
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る信号レベル判定部のブロック構成を示す図
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る信号レベル判定部のブロック構成を示す図
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る高レベル部巡回係数決定手段のブロック構成を示す図
【図６】従来の３次元巡回型ノイズ低減装置のブロック構成を示す図
【符号の説明】
１ 入力端子
２、３、１２ 減算器
４ 係数回路
５ フレームメモリ
６ 動き検出回路
７ リミット回路
１１ ＬＰＦ
１３ 加算器
１００ 画像処理装置
１１０ 画像データ同期部
１２０ 信号レベル判定部
１２１ 選択器
１２２ レベル判定器
１２３ 周囲画素比較補正器
１３０ 信号レベル適応巡回係数決定部
１３１ 高レベル部巡回係数決定手段
１３２ 低レベル部巡回係数決定手段
１４０ フレーム巡回部
１５０ フレームメモリ
３１１ 動き検出器
３１２ 静止巡回係数保持器
３１３ 中間巡回係数保持器
３１４ 動き巡回係数保持器
３１５ 巡回係数選択器
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置、方法およびプログラムに関し、特に、巡回型ノイズ低減処理を含む画像処理を行う画像処理装置、方法およびプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、複数フレームの画像を用いたノイズ低減技術として３次元巡回型ノイズ低減技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。２フレームの画像を用いてノイズの低減を行う非巡回型ノイズ低減方式と３次元巡回型ノイズ低減方式とを比較すると、非巡回型ノイズ低減方式ではたかだか３ｄＢのＳ／Ｎの改善に対して、３次元巡回型ノイズ低減方式では巡回係数を例えば０．８に上げた場合は理論上９ｄＢ超のＳ／Ｎ改善となり、３次元巡回型ノイズ低減方式はＳ／Ｎ改善効果が極めて高い方式である。ただし、巡回係数が高ければ高いほど、動物体の残像ノイズが発生するというデメリットがあり、巡回係数を上げつつ、残像ノイズを抑圧するような種々の方式が検討されてきた。
【０００３】
図６は、特開平５−３２８１７４号公報に開示された従来の３次元巡回型ノイズ低減装置のブロック構成を示す図である。３次元巡回型ノイズ低減装置は、減算器２、３、１２、係数回路４、フレームメモリ５、動き検出回路６、リミット回路７、ＬＰＦ１１、および加算器１３によって構成されている。端子１から入力された入力映像信号、およびフレームメモリ５に記憶された旧フレームの出力映像信号に基づいて差分信号が減算器３によって生成され、差分信号の高域成分について振幅制限が、ＬＰＦ１１、減算器１２、リミット回路７、および加算器１３によって課されるようになっている。
【０００４】
一方、差分信号の低域成分に基づいて像の動きが検出され、動きを示す信号Ｍと高域成分に振幅制限がされた差分信号とが係数回路４に入力され、係数回路４によって、動きを示す信号Ｍに応じた巡回係数（０以上１以下）が生成され、高域成分に振幅制限がされた差分信号にこの巡回係数がかけられた信号が除去すべきノイズ成分として出力される。減算器２では、入力映像信号から係数回路４の出力が差し引かれ、出力映像信号が生成される。
【０００５】
このように構成することによって、高域のノイズを動きと誤検出してノイズ除去効果が低下することなく、また、小振幅成分のみを高域のノイズとして抽出しているので、動きの検出漏れによる弊害を軽減できる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−３２８１７４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような３次元巡回型ノイズ低減技術等の従来の画像処理装置では、ノイズと動きを判別して動きを正確にとらえることに成功したとしても、静止部の巡回係数を高く、動き部の巡回係数を低くすれば、静止部と動き部とのＳ／Ｎの差が大きくなり、このＳ／Ｎの差がかえって動き部のノイズを強調することになるため、結局は、静止部の巡回係数も動き部にあわせて低く設定せざるをえないという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、巡回係数設定の適正化等を図り、Ｓ／Ｎ改善度を向上させることが可能な画像処理装置、方法およびプログラムを提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理装置は、撮像時刻の異なる複数の画像を同期させる画像データ同期部と、前記複数の画像のうちのいずれかの画像における各画素についての信号レベルが高い方の画像を選択する選択部と、前記選択部で選択された画像の画素についての信号レベルの高低を判定する信号レベル判定部と、前記信号レベル判定部によって判定された信号レベルの高低に応じて巡回係数を決定する信号レベル適応巡回係数決定部と、前記巡回係数に基づいてノイズ成分を算出してノイズ除去を行うフレーム巡回部とを備えた構成を有している。
【００１０】
この構成により、Ｓ／Ｎが高く残像の目立つ高レベル部では巡回係数を下げ、Ｓ／Ｎの低く残像の目立たない低レベル部では巡回係数を上げることができるため、信号レベルに応じた巡回係数を設定することが可能となり、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去が可能な画像処理装置を実現することができる。
また、この構成により、新旧２つのフレームの画素のうち信号レベルが高い方の信号を選択する選択器を設けて、動物体自体の信号レベルが高く、撮像時間の異なる画像における高レベル部の位置が異なる場合でも、正しく高輝度部を検出することができるようにしたため、残像を抑圧し、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去が可能な画像処理装置を実現することができる。
【００１１】
また、本発明の画像処理装置は、前記フレーム巡回部が、前記入力された複数の画像のうちの新しい時刻の画像から古い時刻の画像を差し引いて画像の差を生成し、前記信号レベル適応巡回係数決定部によって決定された巡回係数を対応する画素毎に前記画像の差に乗算してノイズ成分を算出する構成を有している。
【００１２】
この構成により、新旧２つのフレームの画像の差に巡回係数を乗算してノイズ成分を算出するため、簡易にノイズ除去を行うことが可能な画像処理装置を実現することができる。
【００１５】
また、本発明の装置は、前記信号レベル判定部が、さらに、対象の画素についての信号レベルが信号レベル判定閾値よりも低いと判定され、前記対象の画素の周囲画素についての信号レベルが前記信号レベル判定閾値以上であるときは、前記対象の画素についての信号レベルを前記信号レベル判定閾値以上であると判定する周囲画素比較判定部を備えた構成を有している。
【００１６】
この構成により、高レベル部と低レベル部とのエッジが複数画素にわたって輝度変化をする場合にも、エッジ部を高輝度と判定することになり、残像を抑圧し、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去が可能な画像処理装置を実現することができる。
【００１７】
また、本発明の装置は、前記信号レベル適応巡回係数決定部が、前記入力された複数の画像に基づいて像の動き検出を行い、前記動き検出によって検出された像の動きに応じて、前記像の動きの程度が大きいほど低い巡回係数を割り当てる構成を有している。
【００１８】
この構成により、高輝度部であっても静止部に対しては高い巡回係数を設定してランダムノイズを除去し、動き部に対しては低い巡回係数を設定して残像を抑えるため、残像を抑圧し、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去が可能な画像処理装置を実現することができる。
【００１９】
また、本発明の画像処理装置は、前記信号レベル適応巡回係数決定部が、前記信号レベル判定部によって信号レベルが前記信号レベル判定閾値よりも低いと判定された画素については、前記像の動きが静止と判定された画素についての巡回係数と同等の大きさの巡回係数を割り当てる構成を有している。
【００２０】
この構成により、低レベル部の巡回係数を高レベル部における静止部の巡回係数に一致させることとしたため、低レベル部と高レベル部の境界におけるＳ／Ｎが等しくなり、それによってＳ／Ｎの差によるノイズが発生せず、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去が可能な画像処理装置を実現することができる。
【００２１】
また、本発明の画像処理方法は、撮像時刻の異なる複数の画像を同期させる画像データ同期ステップと、前記複数の画像のうちのいずれかの画像における各画素についての信号レベルが高い方の画像を選択する選択ステップと、前記選択ステップで選択された画像の画素についての信号レベルの高低を判定する信号レベル判定ステップと、前記信号レベル判定ステップで判定された信号レベルの高低に応じて巡回係数を決定する信号レベル適応巡回係数決定ステップと、前記巡回係数に基づいてノイズ成分を算出してノイズ除去を行うフレーム巡回ステップとを備えた構成を有している。
【００２２】
この構成により、Ｓ／Ｎが高く残像の目立つ高レベル部では巡回係数を下げ、Ｓ／Ｎの低く残像の目立たない低レベル部では巡回係数を上げることができるため、信号レベルに応じた巡回係数を設定することが可能となり、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去が可能な画像処理方法を実現することができる。
また、この構成により、新旧２つのフレームの画素のうち信号レベルが高い方の信号を選択する選択器を設けて、動物体自体の信号レベルが高く、撮像時間の異なる画像における高レベル部の位置が異なる場合でも、正しく高輝度部を検出することができるようにしたため、残像を抑圧し、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去が可能な画像処理方法を実現することができる。
【００２３】
また、本発明の画像処理プログラムは、コンピュータに、撮像時刻の異なる複数の画像を同期させる画像データ同期ステップと、前記複数の画像のうちのいずれかの画像における各画素についての信号レベルが高い方の画像を選択する選択ステップと、前記選択ステップで選択された画像の画素についての信号レベルの高低を判定する信号レベル判定ステップと、前記信号レベル判定ステップで判定された信号レベルの高低に応じて巡回係数を決定する信号レベル適応巡回係数決定ステップと、前記巡回係数に基づいてノイズ成分を算出してノイズ除去を行うフレーム巡回ステップとを実行させる構成を有している。
【００２４】
この構成により、Ｓ／Ｎが高く残像の目立つ高レベル部では巡回係数を下げ、Ｓ／Ｎの低く残像の目立たない低レベル部では巡回係数を上げることができるため、信号レベルに応じた巡回係数を設定することが可能となり、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去が可能な画像処理プログラムを実現することができる。
この構成により、新旧２つのフレームの画素のうち信号レベルが高い方の信号を選択する選択器を設けて、動物体自体の信号レベルが高く、撮像時間の異なる画像における高レベル部の位置が異なる場合でも、正しく高輝度部を検出することができるようにしたため、残像を抑圧し、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去が可能な画像処理プログラムを実現することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
（第１の実施の形態）（参考例）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像処理装置のブロック構成を示す図である。図１において、画像処理装置１００は、入力された画像（以下、単に「入力画像」といい、フレーム毎に入力されるものとする。）と旧フレームの画像とを同期をとって出力する画像データ同期部１１０、入力画像の各画素単位で信号レベルの高低を判定する信号レベル判定部１２０、信号レベルの高低に応じて巡回係数を決定する信号レベル適応巡回係数決定部１３０、新旧２つのフレームの画像と巡回係数とを用いてノイズを除去した出力画像を生成するフレーム巡回手段１４０、および出力画像を旧フレームの画像として１フレーム格納するフレームメモリ１５０を含むように構成される。
【００２６】
ここで、信号レベル判定部１２０が行う信号レベルの高低の判定は、画素毎に行い、対象の画素についての信号レベルが予め決められた閾値（以下、「レベル判定閾値」という。）以上か未満かをもって行う。以下、このレベル判定閾値以上の信号レベルを高レベルといい、レベル判定閾値未満の信号レベルを低レベルというものとする。また、高レベルの画素の部分を高レベル部と、低レベルの画素の部分を低レベル部というものとする。
【００２７】
また、画像データ同期部１１０には、入力画像（新フレームの画像）とフレームメモリ１５０に記憶された１フレーム前の出力画像（上記の旧フレームの画像）とが入力され、画像データ同期部１１０は、新フレームの画像と旧フレームの画像とを同期をとって出力するようになっている。信号レベル適応巡回係数決定部１３０は、図１に示すように、高レベル部についての巡回係数を決定する高レベル部巡回係数決定手段１３１と、低レベル部についての巡回係数を決定する低レベル部巡回係数決定手段１３２とを含むように構成される。
【００２８】
以下、本発明の第１の実施の形態に係る画像処理装置１００の動作について説明する。
まず、入力画像である新フレームの画像とフレームメモリ１５０に格納された旧フレームの画像とが入力された画像データ同期部１１０は、これらのフレームの画像の同期をとって信号レベル判定部１２０およびフレーム巡回手段１４０に出力する（Ｓ２０１）。ここで、新旧フレームの画像を、後述するように、さらに信号レベル適応巡回係数決定部１３０にも出力するのでもよい。
【００２９】
ステップＳ２０１で新旧２つのフレームの画像が入力された信号レベル判定部１２０は、画素毎に、対象とする画素の信号レベルがレベル判定閾値以上であれば高レベル、レベル判定閾値未満であれば低レベルという判定信号を生成して信号レベル適応巡回係数決定部１３０に出力する（Ｓ２０２）。
【００３０】
判定信号が入力された信号レベル適応巡回係数決定部１３０は、判定信号に応じて高レベル部巡回係数決定手段１３１または低レベル部巡回係数決定手段１３２のいずれかが巡回係数を決定する処理を実行する（Ｓ２０３）。ここで、これらの巡回係数決定手段１３１、１３２が画像に含まれる像の動きの程度の判定（以下、単に「動き判定」という。）を行う場合には、入力された新旧２つのフレームの画像も上記の動き判定に必要となる。そのため、かかる場合に対応できるように、画像データ同期部１１０からは、新旧２つのフレームの画像が信号レベル適応巡回係数決定部１３０に出力されるようになっているのでもよい。このことを示すため、図１に、画像データ同期部１１０から信号レベル適応巡回係数決定部１３０への新旧２つのフレームの画像の出力を破線で表した。
【００３１】
本発明の第１の実施の形態では、信号レベルに基づいて巡回係数が決定される。この方法では、高レベル部巡回係数決定手段１３１は低い巡回係数を固定値（例えば０．１）として出力し、低レベル部巡回係数決定手段１３２は高い巡回係数を固定値（例えば０．８）として出力するものとする。ここで、巡回係数は、０以上１以下の値であり、高レベル部に対しては１よりの値（大きい値）が設定され、低レベル部については、０よりの値（小さい値）が設定される。
【００３２】
巡回係数と新旧２つのフレームの画像が入力されたフレーム巡回手段１４０は、入力画像の各画素に対し、以下の式（１）に示す処理を施す（Ｓ２０４）。
Ｏｉｊ＝Ｎｉｊ−（Ｎｉｊ−Ｐｉｊ）×Ｋｉｊ （１）
ここで、ｉおよびｊは、画素を指定する符号であり、Ｏｉｊは出力画像におけるｉ、ｊで指定された画素の信号であり、Ｎｉｊは入力画像におけるｉ、ｊで指定された画素の信号であり、Ｐｉｊは、旧フレームの画像におけるｉ、ｊで指定された画素の信号であり、Ｋｉｊは、ｉ、ｊで指定された画素の巡回係数である。
【００３３】
上記の式（１）における右辺第２項は、ノイズ成分として除去される成分を示す。これによりノイズ成分が軽減された画像が出力画像として生成され、外部に出力されると共に、フレームメモリ１５０に旧フレームの画像として更新されて格納されることになる（Ｓ２０５）。次に、入力画像の有無が画像データ同期部１１０によって判断され（Ｓ２０６）、入力画像があるときは、以上の処理（以下、「フレーム巡回型ノイズ低減処理」という。）が繰り返され、順次新しく入力されたフレームの入力画像からノイズが低減されることとなる。
【００３４】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係る画像処理装置および方法は、Ｓ／Ｎが高く残像の目立つ高レベル部では巡回係数を下げ、Ｓ／Ｎの低く残像の目立たない低レベル部では巡回係数を上げることができるため、信号レベルに応じた巡回係数を設定することが可能となり、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去ができる。
【００３５】
なお、本発明の第１の実施の形態では、画像処理装置１００を用いて上記のＳ２０１〜Ｓ２０５の各ステップでの処理を行う画像処理方法について説明したが、これらのステップＳ２０１〜Ｓ２０５を含む画像処理動作を実行させるための画像処理プログラムがインストールされた所定のコンピュータを用いて実施することも可能である。
【００３６】
また、本発明は、所定の記憶媒体に記憶された上記の画像処理プログラムをコンピュータにロードする方法のほかに、上記画像処理プログラムを通信インターフェースおよびネットワークからファイル形式で取得し、前記コンピュータで実施する方法によっても同様の効果が得られる。さらに、ネットワークを用いることでプログラムの更新や配布が容易となる。
【００３７】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る画像処理装置について図３を用いて説明する。
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る画像処理装置１００を構成する信号レベル判定部１２０の詳細な構成を示すブロック図である。図３において、信号レベル判定部１２０は、新旧２つのフレームの画像を構成する各画素について信号レベルの高いフレームの画素を選択する選択器１２１、および選択されたフレームの画素の信号レベルがレベル判定閾値以上か否かを判定するレベル判定器１２２を含むように構成される。
【００３８】
以下、信号レベル判定部１２０の動作について説明する。
画像データ同期部１１０から新旧２つのフレームの画像が入力された信号レベル判定部１２０の選択器１２１は、画素毎に対応する画素の信号レベルの比較を行い、信号レベルの高いフレームの画素を選択して選択したフレームと画素とを特定する情報をレベル判定器１２２に出力する。ここで、画素を特定する順番を予め決めておき、画素を特定する情報の出力を省略するのでもよい。
【００３９】
選択されたフレームと画素とを特定する情報が入力されたレベル判定器１２２は、この情報に基づいて画素を特定し、その信号レベルがレベル判定閾値以上か否かを判定し、判定結果（高レベルであるか低レベルであるかの結果）を内容とする判定信号を生成して信号レベル適応巡回係数決定部１３０に出力する。ここで、上記本発明の第１の実施の形態においては、新旧いずれか特定のフレームを対象として信号レベルの高低の判定を行うものについて説明したが、本発明の第２の実施の形態においては、対象とされるフレームが画素毎に異なる場合が生ずることになる。
【００４０】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態に係る画像処理装置は、新旧２つのフレームの画素のうち信号レベルが高い方の信号を選択する選択器を設けることにより、動物体自体の信号レベルが高く、撮像時間の異なる画像における高レベル部の位置が異なる場合でも、正しく高輝度部を検出することができるため、残像を抑圧し、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去ができる。
【００４１】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態に係る画像処理装置について図４を用いて説明する。
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る画像処理装置１００を構成する信号レベル判定部１２０の詳細な構成を示すブロック図である。図４において、信号レベル判定部１２０は、本発明の第２の実施の形態に係る信号レベル判定部１２０の構成手段１２１、１２２に、対象画素の信号レベルを周囲画素の信号レベルと比較して処理に補正を加える周囲画素比較補正器１２３を含むように構成される。
【００４２】
以下、信号レベル判定部１２０の動作について説明する。なお、本発明の第２の実施の形態に係る信号レベル判定部１２０の構成手段と同様の構成手段については同一の符号を付し、その説明を省略する。
周囲画素比較補正器１２３は、レベル判定器１２２から出力される第１の判定信号によって対象画素の信号レベルが低レベルであるとされたとき、この対象画素の周囲の画素が高レベルか否かを判定し、高レベルと判定されたときは、第１の判定信号が示す判定結果を補正して高レベルとし、高レベルであることを示す第２の判定信号を生成し、信号レベル適応巡回係数決定部１３０に出力する。ここで、対象画素の周囲の画素として、４画素をとるのでも８画素をとるのでも、その他の画素数とするのでもよい。
【００４３】
以上説明したように、本発明の第３の実施の形態に係る画像処理装置は、高レベル部と低レベル部とのエッジが複数画素にわたって輝度変化をする場合にも、エッジ部を高輝度と判定することになり、残像を抑圧し、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去ができる。
【００４４】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態に係る画像処理装置について図５を用いて説明する。
図５は、本発明の第１の実施の形態に係る画像処理装置１００を構成する高レベル部巡回係数決定手段１３１の詳細な構成を示すブロック図である。図５において、高レベル部巡回係数決定手段１３１は、新旧２つのフレームの画像に基づいて画像に含まれる像の動きを検出する動き検出器３１１、動きに応じた巡回係数を保持する静止巡回係数保持器３１２、中間巡回係数保持器３１３、および動き巡回係数保持器３１４、ならびに、像の動きに応じて巡回係数を選択する巡回係数選択器３１５を含むように構成される。
【００４５】
以下、高レベル部巡回係数決定手段１３１の動作について説明する。
動き検出器３１１は、入力された新旧２つのフレームの画像に基づいて画像の動きを検出し、検出結果を内容とする動き検出信号を巡回係数選択器３１５に出力する。動き検出方法としては、旧フレーム画像信号と新フレーム画像信号との差分絶対値を画素毎に求め、求めた差分絶対値を第１の動き判定閾値および第２の動き判定閾値（第１の動き判定閾値＞第２の動き判定閾値）と比較し、差分絶対値が第１の動き判定閾値よりも大きい場合は「動き」と判定し、第２の動き判定閾値よりも小さい場合は「静止」と判定し、それ以外の場合は「中間」と判定する方法がある。その他に、エッジを検出して動きを検出する方法や、低域通過フィルタによって高周波成分を除いた状態で差分絶対値をとり、その結果に基づいて動きを判定する方法など様々な方法があるが、動きの検出方法については公知であり詳細な説明は省略する。
【００４６】
ここで、静止巡回係数保持器３１２は、動き検出器３１１によって「静止」と判定されたときに割り当てる巡回係数の値を保持するようになっている。同様に、中間巡回係数保持器３１３は、動き検出器３１１によって「中間」と判定されたときに割り当てる巡回係数の値を、動き巡回係数保持器３１４は動き検出器３１１によって「動き」と判定されたときに割り当てる巡回係数の値を保持するようになっている。なお、各巡回係数は、動き巡回係数＜中間巡回係数＜静止巡回係数という関係にあるものとする。
【００４７】
動き検出器３１１から動き検出信号が入力された巡回係数選択器３１５は、静止巡回係数保持器３１２、中間巡回係数保持器３１３、または動き巡回係数保持器３１４のいずれかが保持する巡回係数をこの動き検出信号に応じて選択し、選択した巡回係数をフレーム巡回手段１４０に出力する。なお、本発明の第４の実施の形態においては、「像の動き」を３つのモードとして巡回係数を保持することとしたが、１６のモード、２５６のモードで「像の動き」を識別し、「静止」から「動き」へと変化するときの境界におけるＳ／Ｎ差を抑えるようにするのでもよい。
【００４８】
また、低レベル部の巡回係数を高レベル部の静止部の巡回係数に一致させ、低レベル部と高レベル部の境界におけるＳ／Ｎが等しくなるようにして、Ｓ／Ｎの差によるノイズの発生を抑制し、Ｓ／Ｎ改善度を向上させるのでもよい。
【００４９】
以上説明したように、本発明の第４の実施の形態に係る画像処理装置は、高輝度部であっても静止部に対しては高い巡回係数を設定することでランダムノイズを除去し、動き部に対しては残像を抑えるため低い巡回係数を設定することになるため、残像を抑圧し、Ｓ／Ｎ改善度の高いノイズ除去ができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、巡回係数設定の適正化等を図り、Ｓ／Ｎ改善度を向上させることが可能な画像処理装置、方法およびプログラムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像処理装置のブロック構成を示す図
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る画像処理方法における処理の流れを説明するためのフローチャート
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る信号レベル判定部のブロック構成を示す図
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る信号レベル判定部のブロック構成を示す図
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る高レベル部巡回係数決定手段のブロック構成を示す図
【図６】従来の３次元巡回型ノイズ低減装置のブロック構成を示す図
【符号の説明】
１ 入力端子
２、３、１２ 減算器
４ 係数回路
５ フレームメモリ
６ 動き検出回路
７ リミット回路
１１ ＬＰＦ
１３ 加算器
１００ 画像処理装置
１１０ 画像データ同期部
１２０ 信号レベル判定部
１２１ 選択器
１２２ レベル判定器
１２３ 周囲画素比較補正器
１３０ 信号レベル適応巡回係数決定部
１３１ 高レベル部巡回係数決定手段
１３２ 低レベル部巡回係数決定手段
１４０ フレーム巡回部
１５０ フレームメモリ
３１１ 動き検出器
３１２ 静止巡回係数保持器
３１３ 中間巡回係数保持器
３１４ 動き巡回係数保持器
３１５ 巡回係数選択器
Claims (7)
- 撮像時刻の異なる複数の画像を同期させる画像データ同期部と、前記複数の画像のうちのいずれかの画像における各画素についての信号レベルが高い方の画像を選択する選択部と、前記選択部で選択された画像の画素についての信号レベルの高低を判定する信号レベル判定部と、前記信号レベル判定部によって判定された信号レベルの高低に応じて巡回係数を決定する信号レベル適応巡回係数決定部と、前記巡回係数に基づいてノイズ成分を算出してノイズ除去を行うフレーム巡回部とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
- 前記フレーム巡回部は、前記入力された複数の画像のうちの新しい時刻の画像から古い時刻の画像を差し引いて画像の差を生成し、前記信号レベル適応巡回係数決定部によって決定された巡回係数を対応する画素毎に前記画像の差に乗算してノイズ成分を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
- 前記信号レベル判定部は、さらに、対象の画素についての信号レベルが信号レベル判定閾値よりも低いと判定され、前記対象の画素の周囲画素についての信号レベルが前記信号レベル判定閾値以上であるときは、前記対象の画素についての信号レベルを前記信号レベル判定閾値以上であると判定する周囲画素比較判定部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項２のいずれかに記載の画像処理装置。
- 前記信号レベル適応巡回係数決定部は、前記入力された複数の画像に基づいて像の動き検出を行い、前記動き検出によって検出された像の動きに応じて、前記像の動きの程度が大きいほど低い巡回係数を割り当てることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像処理装置。
- 前記信号レベル適応巡回係数決定部は、前記信号レベル判定部によって信号レベルが前記信号レベル判定閾値よりも低いと判定された画素については、前記像の動きが静止と判定された画素についての巡回係数と同等の大きさの巡回係数を割り当てることを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
- 撮像時刻の異なる複数の画像を同期させる画像データ同期ステップと、前記複数の画像のうちのいずれかの画像における各画素についての信号レベルが高い方の画像を選択する選択ステップと、前記選択ステップで選択された画像の画素についての信号レベルの高低を判定する信号レベル判定ステップと、前記信号レベル判定ステップで判定された信号レベルの高低に応じて巡回係数を決定する信号レベル適応巡回係数決定ステップと、前記巡回係数に基づいてノイズ成分を算出してノイズ除去を行うフレーム巡回ステップとを備えたことを特徴とする画像処理方法。
- コンピュータに、撮像時刻の異なる複数の画像を同期させる画像データ同期ステップと、前記複数の画像のうちのいずれかの画像における各画素についての信号レベルが高い方の画像を選択する選択ステップと、前記選択ステップで選択された画像の画素についての信号レベルの高低を判定する信号レベル判定ステップと、前記信号レベル判定ステップで判定された信号レベルの高低に応じて巡回係数を決定する信号レベル適応巡回係数決定ステップと、前記巡回係数に基づいてノイズ成分を算出してノイズ除去を行うフレーム巡回ステップとを実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
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